JP2000203057A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】主たる課題は、インクジェット記録装置のイン
ク容器の液面検出に関し、インクの導電率、透過率、液
面上の泡や液面の揺れの液面検出への影響を受けにく
く、フロートスイッチの小形化が可能で、フロート比重
を軽くし、より比重の軽いインクの液面検出が可能なイ
ンクジェット記録装置の提供。 【解決手段】主たる構成は、リードスイッチ１２とフロ
ート位置決めストッパ１１とを上下２個有し、フロート
１３が下のストッパ１１ｂに当った時、下のリードスイ
ッチ１２ｂがＯＮ状態となり、２個のストッパ１１ａ，
１１ｂ間にフロート１３が存在する時、２個のリードス
イッチ１２ａ，１２ｂがＯＦＦ状態となり、フロート１
３が上のストッパ１１ａに当った時、上のリードスイッ
チ１２ａがＯＮ状態となるフロートスイッチ７をインク
容器１内に備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に係り、さらに詳細には、インクジェット記録装置
の液面検出機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続式のインクジェット記録装置では、
装置運転中に溶媒が揮散することにより、経路中のイン
クが濃くなるため、インク容器に溶媒を補給することで
インクの物性(粘度や濃度)をコントロールようにしてい
る。

【０００３】溶媒をインク容器に補給する量は、インク
粘度を検出してその値をもとに算出して知る方式と、印
字に使用して減ったインク量から検出して知る方式とが
ある。

【０００４】インク液面の検出方式としては、電極が液
面についた時の電極間の抵抗変化で液面を検出する方
式、光の透過率の違いで液面を検出する方式、フロート
にマグネットを内蔵し、リードスイッチを使ってフロー
トの位置を検出することで液面を検出する方式等があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】インク粘度を検出し、
その粘度から溶媒補給量を求める方式は、インク粘度を
直接計測して物性コントロールするといった長所がある
が、インク粘度を測定する機構を付加する必要があるた
め、装置全体が複雑になるといった短所がある。

【０００６】これに対し、印字に使用されたインク粒子
の数をカウントし、その数に相当する量のインク（印字
に使用して減った量に相当するインク）を補充した後、
初期のインク液面位置(基準位置)まで溶媒を追加するこ
とにより、インク物性をコントロールする方式は、構
造、制御系共に簡潔にすることができる。ただし、この
方式では、液面の検出精度、確実性がインク物性コント
ロールを確実に行う上で必要である。

【０００７】液面検出方式としては、主なものとして、
電極方式、光方式、マグネット方式が挙げられる。

【０００８】液面に電極を浸すことで位置を検出する電
極方式は構造が簡単で、フロートを必要としないことが
長所として挙げられるが、液面の状態に影響を受け易い
ため、液面の揺れ、泡の影響で誤検知し易く、精度、確
実性の点で難点がある。

【０００９】光方式には、インクに光を当てて検出する
方式と、遮光板を設けたフロートに光を当てる方式とが
ある。両者共光センサを外部に設置して間接的に液面を
検出するため、構造が簡単になるといった利点がある。
しかし、容器の壁が光を通す必要があるため、インク内
壁がインクで汚れた場合には液面の検出が不可能になる
といった問題がある。

【００１０】マグネット方式は、インクの導電率や光の
透過率の影響を受けないため、検出可能なインクの種類
が広範にわたり、インクによる容器壁面の汚れの影響も
受けない。また、フロートによって液面の検出を行うた
め、電極式と比較すると液面の揺れ、泡の影響を受けに
くい、光方式と比較するとインクによる容器内面の汚れ
の影響を受けないといった長所がある。

【００１１】インク容器の液面検出センサとしては、従
来、インク液面が或る基準位置以下、基準位置以上、上
限位置以上の３つの位置を２個のリードスイッチで検出
するものがある。

【００１２】具体的には、図６（ａ）に示すように、リ
ードスイッチ１２ａ，１２ｂを包囲するマグネット１４
をフロート１３内に配置し、インク液面がある基準位置
以上の時には下のリードスイッチ１２ｂが常にＯＮとな
るようにするか、図６（ｂ）に示すように、フロート１
３を２個配置したものである。

【００１３】しかしながら、図６（ａ）の場合、リード
スイッチ１２ａ，１２ｂを全て同時に包囲するマグネッ
ト１４を必要とするため、フロート１３の軽量化が困難
になり、比重の小さいインク中でのフロート動作が不安
定になるといった短所があり、図６（ｂ）の場合は、そ
れぞれにマグネット１４を備えたフロート１３を２個必
要とし、フロート位置決め用のストッパ１１も３つ必要
とする等、成形部品の数が多くなり、その分、組立作業
に手間を要することになる。

【００１４】また、図６（ａ），（ｂ）のいずれも、イ
ンク容器内のインクを廃棄した時、フロート１３とフロ
ート支持用の軸１０やフロート１３とストッパ１１との
間に残ったインクが乾燥固着し、フロート１３が動作し
なくなるといった問題がある。

【００１５】なお、インクジェット記録装置に関する技
術ではないが、太陽熱温水器、温水ボイラー等の温水装
置の水位検出器に関する技術が特開昭６０−９３３１９
号公報に記載されている。

【００１６】具体的には、上下ストッパ付きの案内管の
内部に３個のリードスイッチを収納し、かつ前記案内管
の外周壁に磁石付きのフロートを遊嵌合するというもの
であって、貯湯槽の湯量変化（水位変化）によりフロー
トがストッパ間を上下動し、フロートの位置に応じて３
個のリードスイッチが開閉し、リードスイッチの開閉に
伴うインピーダンス変化を、案内管に挿通したリード線
を介して貯湯槽外部の測定器に供給し、湯量を表示する
というものである。

【００１７】しかしながら、特開昭６０−９３３１９号
公報に記載の水位検出器では、湯量の高水位、中水位、
低水位を検知するのに３個のリードスイッチを必要とし
ており、後述する本発明（リードスイッチを２個使用）
に比べてコスト高となる。

【００１８】本発明の目的は、インクジェット記録装置
のインク容器の液面検出に関し、インクの導電率、透過
率、液面上の泡や液面の揺れの液面検出への影響を受け
にくく、フロートスイッチの小形化が可能で、フロート
比重を軽くできるため、より比重の軽いインクの液面検
出が可能となり、インクの乾燥固着によるフロートの動
作不良を抑えたインクジェット記録装置を提供すること
にある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の主たる構成は、
マグネットを内蔵したフロートと、フロートの内側に通
されリードスイッチを内蔵した軸と、前記軸に配置され
たフロート位置決めストッパとで構成されるフロートス
イッチをインク容器内に備えるインクジェット記録装置
において、前記リードスイッチとフロート位置決めスト
ッパとを上下２個有し、フロートが下のストッパに当っ
た時、下のリードスイッチがＯＮ状態となり、２個のス
トッパ間にフロートが存在する時、２個のリードスイッ
チがＯＦＦ状態となり、フロートが上のストッパに当っ
た時、上のリードスイッチがＯＮ状態となるフロートス
イッチを備えた点にある。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参考にし本発明の実
施形態を説明する。

【００２１】図１はインクジェット記録装置の全体的イ
ンク循環系を示す概略図である。

【００２２】図１において、インクは、インク容器１か
らインク供給用ポンプ２ａにより、電磁弁３ａを介して
ノズル４に供給される。ノズル４から噴出したインク粒
５はガター６によって受け止められ、回収用ポンプ２ｂ
によって回収され、インク容器１に戻り、再利用され
る。印字に使用して減ったインクに相当するインクは、
サブインク容器８から補充用ポンプ２ｃにより、電磁弁
３ｂを介してインク容器１に補充される。

【００２３】運転中はガター６からインクと一緒に空気
を吸い込むため、インクの溶媒が揮散し、インクの濃度
が濃くなる。

【００２４】そこで、フロートスイッチ７を用いて初期
の基準位置まで溶媒をインク容器１に追加し、濃くなっ
たインク濃度を初期値に戻す制御を行うことにより、イ
ンク物性をコントロールする。具体的には、溶媒容器９
に入っている溶媒は、溶媒ポンプ２ｄにより、電磁弁３
ｃを介し、フロートスイッチ７が基準位置を検出するま
でインク容器１に補給される。

【００２５】図２に示すように、フロートスイッチ７は
ねじ１５を用いてインク容器1に取り付けられる。フロ
ートスイッチ７は、軸１０と、フロート１３と、マグネ
ット１４と、上下２個のリードスイッチ１２ａ，１２ｂ
と、ストッパ１１ａ，１１ｂで構成される。インクや溶
媒は入口１６から供給され、液面が上昇するにつれてフ
ロート１３とマグネット１４が上昇し、ストッパ１１ａ
に当ってフロート１３の上昇が止まる。

【００２６】図３（ａ）に示すように、液面が基準位置
以下の時には、リードスイッチ１２ｂがＯＮとなってい
る。また、インク量が０の場合でも、フロート13はスト
ッパ１１ｂによって支持されるため、常にリードスイッ
チ１２ｂはＯＮとなる。

【００２７】図３（ｂ）のように液面が上昇してリード
スイッチ１２ｂがＯＦＦとなった時を基準位置と判断す
る。始めにインク容器１のこの基準位置までインクを充
填し、その後、揮散した溶媒分に相当する溶媒をこの基
準位置まで補給する。

【００２８】図３（ｃ）に示すように、液面が更に上昇
した時点でリードスイッチ１２ａがＯＮとなり、上限位
置以上と判断する。更に液面が上昇した場合でもフロー
ト１３はスットパ１１ａにより押さえられているため、
常にリードスイッチ12aはＯＮのままである。液面が上
限位置以上となった時には、図１に示すポンプ２ａ，２
ｂ，２ｃ、電磁弁３ａ，３ｂ，３ｃを停止させ、インク
容器１からのインク溢れを防止する。

【００２９】図３（ａ）に示すように、フロート１３に
内蔵したマグネット１４の位置をＬ＞Ｈ／２となるよう
に配置し、フロート１３の比重を当該フロート１３の中
心より下に持ってくることにより、フロート１３の動作
を安定させることができる。

【００３０】図４に示すように、フロート１３と軸１０
との隙間を、マグネット部周辺１８以外は広く取ること
により（Ｄ＞Ｒ）、マグネット１４とリードスイッチ１
２ａ，１２ｂの径方向のずれを抑えてリードスイッチ１
２ａ，１２ｂの動作位置のバラツキを抑えるとともに、
フロート１３と軸１０との間に残ったインクの乾燥固着
によるフロート１３の動作不良を防止することができ
る。

【００３１】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すよう
に、フロート１３の底面にリブ形状や突起形状やテーパ
ー形状を持たせることにより、フロート１３とストッパ
１１ｂとの接触面積を減らすことができ、フロート１３
とストッパ１１ｂとの間に残るインクの乾燥固着による
フロート１３の動作不良を防止することができる。

【００３２】また、図５（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示す
ように、ストッパ１１ｂの表面にリブ形状や突起形状や
テーパー形状を持たせることにより、これまたフロート
１３とストッパ１１ｂとの接触面積を減らすことがで
き、フロート１３とストッパ１１ｂとの間に残るインク
の乾燥固着によるフロート１３の動作不良を防止するこ
とができる。

【００３３】

【発明の効果】マグネットを内蔵したフロートと、フロ
ートをガイドする軸と、リードスイッチ２個と、フロー
ト位置決め用のストッパ２個で構成されるフロートスイ
ッチを使用し、ストッパにフロートが当った時のリード
スイッチの状態をＯＮとすることで、インクの導電率、
透過率、液面上の泡や液面の揺れの液面検出への影響を
受けにくくすることができ、インクが或る基準位置以
下、基準位置以上、上限位置以上の３つの位置を検出す
ることができ、フロートスイッチを小形にでき、フロー
ト比重を軽くできるため、より比重の軽いインクの液面
検出が可能となる。

【００３４】フロートに設置したマグネットの、フロー
ト高さ方向の位置を、フロート中心より下にして、フロ
ートの重心を中心より下にもってくることにより、フロ
ートの動作を安定させることができる。

【００３５】フロートとフロート内側を通す軸との隙間
を、前記軸とマグネット部の隙間より大きくすることに
より、フロートと軸との間に残ったインクが乾燥固着す
る個所を少なくし、またフロートの底面とこれに接触す
るストッパの表面形状をリブ形状、突起形状、テーパー
形状にし、両者間の接触面積を減らすことにより、イン
クの乾燥固着による動作不良を抑えることができる。以
上のように本発明によれば、インクジェット記録装置の
インク容器の液面検出に関し、インクの導電率、透過
率、液面上の泡や液面の揺れの液面検出への影響を受け
にくく、インクが或る基準位置以下、基準位置以上、上
限位置以上の３つの位置を検出することができ、フロー
トスイッチの小形化が可能で、フロート比重を軽くでき
るため、より比重の軽いインクの液面検出が可能とな
り、インクの乾燥固着によるフロートの動作不良を抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置の全体的インク循環系
を示す概略図である。

【図２】本実施例の要部である液面検出機構の内部構造
説明図である。

【図３】図２に符号７で示すフロートスイッチの動作説
明図である。

【図４】インクの乾燥固着による動作不良を防止するた
めのフロートの実施例を示す図である。

【図５】インクの乾燥固着による動作不良を防止するた
めのフロート、ストッパの実施例を示す図である。

【図６】従来のインクジェット記録装置用フロートスイ
ッチの動作説明図である。

【符号の説明】

１…インク容器、２ａ…供給用ポンプ、２ｂ…回収用ポ
ンプ、２ｃ…補充用ポンプ、２ｄ…溶媒用ポンプ、３ａ
…インク供給用電磁弁、３ｂ…インク補充用電磁弁、３
ｃ…溶媒補充用電磁弁、４…ノズル、５…インク粒、６
…ガター、７…フロートスイッチ、８…サブインク容
器、９…溶媒容器、１０…軸、１１ａ…ストッパ
（１）、１１ｂ…ストッパ（２）、１２ａ…リードスイ
ッチ（１）、１２ｂ…リードスイッチ（２）、１３…フ
ロート、１４…マグネット、１５…ねじ、１６…インク
容器入口、１７…インク容器出口、１８…マグネット部
周辺。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪狩 光雄 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 藤倉 誠司 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 Ｆターム(参考） 2C056 EA27 EA29 EB20 EB51 EC44 JC01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク容器と、インク容器に保持された
   インクを記録ノズルに供給するインク供給手段と、記録
   ノズルから噴出されたインクのうち記録に使用されなか
   ったものを回収してインク容器に戻すインク回収手段
   と、インク容器に溶媒を供給する溶媒供給手段と、ノズ
   ルから噴出されたインクを回収するインク回収手段と、
   インク容器に新しいインク／溶媒を補給するインク物性
   調整手段とを備え、さらにマグネットを内蔵したフロー
   トと、前記フロートの内側に通されリードスイッチを内
   蔵した軸と、前記軸に配置されたフロート位置決めスト
   ッパとで構成されるフロートスイッチをインク容器内に
   備えるインクジェット記録装置において、 前記リードスイッチとフロート位置決めストッパとを上
   下２個有し、フロートが下のストッパに当った時、下の
   リードスイッチがＯＮ状態となり、２個のストッパ間に
   フロートが存在する時、２個のリードスイッチがＯＦＦ
   状態となり、フロートが上のストッパに当った時、上の
   リードスイッチがＯＮ状態となるフロートスイッチを備
   えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、フロートに設置した
   マグネットの、フロート高さ方向の位置を、フロート中
   心より下にしたフロートスイッチを有するインクジェッ
   ト記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、フロートと
   フロート内側を通す軸との隙間を、前記軸とマグネット
   部の隙間より大きくしたフロートスイッチを有するイン
   クジェット記録装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において、
   フロートの底面形状を、リブ形状、突起形状、テーパー
   形状のいずれかの形状としたフロートスイッチを有する
   インクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれか１項において、
   フロートの底面と対向するストッパの表面形状を、リブ
   形状または突起形状またはテーパー形状としたフロート
   スイッチを有するインクジェット記録装置。